摩擦材用素材の製造方法
【課題】 樹脂含浸紐に結び目があっても差し支えなく、樹脂含浸紐が毛羽立つことも防止されており、そのうえ摩擦材用素材中の配合ゴムの含有量を任意に設定することが可能な摩擦材用素材の製造方法を提供すること。
【解決手段】 本発明は、基材繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸紐２に配合ゴムＧを付着させて配合ゴム付着樹脂含浸紐からなる摩擦材用素材を製造する方法である。本発明では、一端側から他端側に貫通する貫通孔Ｔと貫通孔Ｔの他端側の開口に近接したノズル孔Ｎとをもつ押出型Ｄを使用し、貫通孔Ｔに樹脂含浸紐４を挿通しつつノズル孔Ｎより配合ゴムＧを連続的に押し出してゴム紐３を形成し、ゴム紐３を樹脂含浸紐２に付着させる。貫通孔Ｔの内径を十分大きくとれるので、樹脂含浸紐２の押出型Ｄへの挿通がスムースであり、ノズル孔Ｎの開口径および数の調整によってゴム含有率が大幅に調整可能である。
【解決手段】 本発明は、基材繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸紐２に配合ゴムＧを付着させて配合ゴム付着樹脂含浸紐からなる摩擦材用素材を製造する方法である。本発明では、一端側から他端側に貫通する貫通孔Ｔと貫通孔Ｔの他端側の開口に近接したノズル孔Ｎとをもつ押出型Ｄを使用し、貫通孔Ｔに樹脂含浸紐４を挿通しつつノズル孔Ｎより配合ゴムＧを連続的に押し出してゴム紐３を形成し、ゴム紐３を樹脂含浸紐２に付着させる。貫通孔Ｔの内径を十分大きくとれるので、樹脂含浸紐２の押出型Ｄへの挿通がスムースであり、ノズル孔Ｎの開口径および数の調整によってゴム含有率が大幅に調整可能である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の動力伝達および制動等に用いられるクラッチフェーシング、ブレーキライニングおよびディスクパッド等の摩擦材を形成する素材として好適な摩擦材用素材の製造技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】特開昭５７−１９５９３６号公報には、電線被覆と同様に、基材繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸紐を配合ゴムに含浸した状態で押し出し、樹脂含浸紐の周りに押し出された配合ゴムを直接被覆させて摩擦材用素材を製造する方法が開示されている。
【０００３】しかしながら、同公報に開示された摩擦材用素材の製造方法では、樹脂含浸紐を狭いニップルの中を通して配合ゴムに含浸させる必要があった。それゆえ、樹脂含浸紐を形成している紐の結び目が、押し出し機の狭いニップルを通ることができず、つかえてしまうことがあるという不都合があった。また、樹脂含浸紐が押し出し機の入口ニップルでこすれて毛羽立ち、その毛羽がやはり狭い出口ニップルに引っかかって樹脂含浸紐の供給が止まってしまうような不都合も起こり得た。かといって入口および出口のニップルの直径を大きく設定すると、押し出しゴムが入口ニップルから逆流してしまうので、両上記不都合を解消し、適正なニップル径および押し出し圧を設定することは容易ではなかった。
【０００４】一方、特公平１−２２８５５号公報および特公平３−２３７７号公報には、基材繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸紐に両面から配合ゴムの薄いシートを合わせ、二枚のゴムシートを樹脂含浸紐にロールで圧着させて張り合わせる摩擦材用素材の製造方法が開示されている。しかしながら、上記両公報に開示された摩擦材用素材の製造方法では、薄いゴムシートを予め製作したり、製造工程の途中で形成したりしなくてはならないので、工程が複雑になり、製造コストが上昇する。そればかりではなく、ゴムシートで樹脂含浸紐を完全に覆って互いに隣り合う樹脂含浸紐を束ねるので、摩擦材用素材中のゴムの配合率が６０％以上と高くならざるを得ない。それゆえ、このような摩擦材用素材から製造した摩擦材では、引っ張り強度が不足しがちであり、高速回転時のバースト強度が低下する恐れが生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、樹脂含浸紐に結び目があっても差し支えなく、樹脂含浸紐が毛羽立つことも防止されており、そのうえ摩擦材用素材中の配合ゴムの含有量を任意に設定することが可能な摩擦材用素材の製造方法を提供することを解決すべき課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み、本願発明者が研究をしたところ、摩擦材用素材の段階では、必ずしも配合ゴムが樹脂含浸紐を完全に覆っている必要はなく、配合ゴムが部分的に樹脂含浸紐に付着して樹脂含浸紐と配合ゴムとが混在していれば良いことに思い至った。すなわち、摩擦材用素材の段階では樹脂含浸紐と配合ゴムとが混在しているだけであっても、摩擦材を製造する過程で摩擦材用素材を巻回しホットプレスを加えることによって、樹脂含浸紐と混在している配合ゴムが樹脂含浸紐を覆うに至ることを実験的に発見した。本発明は、このような発見に基づいてなされた。
【０００７】本発明の摩擦材用素材の製造方法は、基材繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸紐に配合ゴムを付着させて配合ゴム付着樹脂含浸紐からなる摩擦材用素材を製造する方法であって、一端側から他端側に貫通する貫通孔と該貫通孔の他端側の開口に近接したノズル孔とをもつ配合ゴム押出型を使用し、該貫通孔に該樹脂含浸紐を挿通しつつ該ノズル孔より該配合ゴムを連続的に押し出し該樹脂含浸紐に付着させることを特徴とする。
【０００８】樹脂含浸紐は、配合ゴム押出型内に配設されたパイプ等によって形成されている貫通孔を通って貫通孔の一方から他方へと挿通されるので、貫通孔内では配合ゴムと隔離されており、配合ゴムが貫通孔から逆流するような不都合は回避されている。また、貫通孔の内径を十分に大きく取ることが可能になるので、樹脂含浸紐に結び目があっても差し支えなく、樹脂含浸紐が毛羽立つことも防止されている。なお、樹脂含浸紐の毛羽立ちを防止するためには、貫通孔の入口である一端部が、漏斗状ないしラッパ状に滑らかに拡げられて開口していることが望ましい。
【０００９】一方、未硬化の配合ゴムは、配合ゴム押出型の貫通孔の他端側の開口に近接したノズル孔から押し出されてゴム紐を形成する。この際、このゴム紐を押し出す速度は、樹脂含浸紐の挿通速度と同等ないし少し遅い程度が適当である。そしてこのゴム紐は、ノズル孔と隣り合う貫通孔から挿通される樹脂含浸紐とともに、ガイド等によって束ね合わせられて部分的に樹脂含浸紐に付着し、所定の太さの摩擦材用素材を形成するに至る。
【００１０】このような摩擦材用素材の状態では、配合ゴムが樹脂含浸紐の全体を覆っている訳ではなく、配合ゴムは樹脂含浸紐に部分的に付着しているだけである。しかしながら、摩擦材用素材の段階では樹脂含浸紐と配合ゴムとが混在しているだけであっても、摩擦材を製造する過程で摩擦材用素材を巻回しホットプレスを加えることによって、樹脂含浸紐と混在している配合ゴムが樹脂含浸紐を覆うに至る。それゆえ、本発明の摩擦材用素材を材料として形成された摩擦材は、樹脂含浸紐が互いに配合ゴムによってしっかりと結合されて形成されるので、樹脂含浸紐同士が強固に結合される。
【００１１】また、樹脂含浸紐を通す貫通孔の本数と配合ゴムが押し出されるノズル孔の個数との比率や、樹脂含浸紐の太さに対するノズル孔の開口断面積の比率および配合ゴムの押し出し速度等を調整することにより、樹脂含浸紐に対する配合ゴムの比率を任意に設定することが可能になる。それゆえ、本発明の摩擦材用素材の製造方法によれば、摩擦材用素材として最も適正な樹脂含浸紐に対する配合ゴムの比率をもって摩擦材用素材を製造することが可能になるという効果がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】前述の本発明の摩擦材用素材の製造方法において、樹脂含浸紐を挿通する貫通孔と配合ゴムを押し出すノズル孔とは、それぞれ均等に混在するように配設されていることが望ましい。また、ノズル孔の開口形状は、円形に限定されている必要はなく、楕円形や長円形、あるいは長方形ないしスリット状等でも良いので、配合ゴムから形成されるゴム紐の形状は、円筒状だけに限定されることがなく、テープ状等の形状をも取ることができる。
【００１３】ここで、前記配合ゴム押出型は、互いに平行であって間隔を隔てた複数の前記貫通孔と、該貫通孔にそれぞれ近接した少なくとも一個の前記ノズル孔とを有することが望ましい。このような構成の配合ゴム押出型によれば、貫通孔が互いに平行で間隔を隔てているので、貫通孔への樹脂含浸紐の供給が容易である。また、各貫通孔の近傍には、その貫通孔に近接した少なくとも一個のノズル孔が配設されているので、貫通孔から挿通された樹脂含浸紐の近傍に配合ゴムが押し出される。それゆえ、配合ゴムからなるゴム紐が加硫反応により硬化して形成される際に、ゴム紐が樹脂含浸紐に付着しやすくなり、より一体性の高い束状の摩擦材用素材が形成されるという効果がある。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の摩擦材用素材の製造方法の実施例を図面を参照して示し、具体的に説明する。
［実施例１］
（実施例１の構成）本発明の実施例１としての摩擦材用素材の製造方法は、図１に示すように、基材繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸紐２に配合ゴムからなるゴム紐３を付着させて配合ゴム付着樹脂含浸紐からなる摩擦材用素材を製造する方法である。すなわち、一端側から他端側に貫通する複数の貫通孔Ｔと貫通孔Ｔの他端側の開口に近接したノズル孔Ｎとをもつ配合ゴム押出型Ｄが使用され、貫通孔Ｔに樹脂含浸紐２を挿通しつつノズル孔Ｎより配合ゴムが連続的に押し出されてゴム紐３が形成され、ゴム紐３は樹脂含浸紐２に付着させられる。ここで、配合ゴム押出型Ｄは、互いに平行であって間隔を隔てた複数の貫通孔Ｔと、貫通孔Ｔにそれぞれ近接した数本ずつのノズル孔Ｎとを有する。
【００１５】本実施例の構成について、以下により詳細に説明する。樹脂含浸紐２を形成している基材繊維束は、直径９μｍのガラス繊維を引き揃えた直径３ｍｍ程度のガラスロービングであり、熱硬化性樹脂は、樹脂固形分にメラミン６０重量部を含有させたメラミン変性フェノール樹脂である。上記ガラスロービング４０重量部に対して固形分で８重量部のメラミン変性フェノール樹脂を含浸させることによって樹脂含浸紐２を形成した。
【００１６】ここで、含浸の際にメラミン変性フェノール樹脂を溶かしていた溶媒は、水であり、同溶媒１００重量部に対してメラミン変性フェノール樹脂は、４０重量部の割合で溶かされていた。その後乾燥させて樹脂含浸紐２を形成した後、４８重量部の樹脂含浸紐に対して２重量部の黄銅線（直径約１２０μｍ）を合わせて一体とした。
【００１７】一方、配合ゴムは、ＳＢＲゴム１５重量部と、充填剤等からなる添加剤３２重量部と、加硫剤としての硫黄３重量部とを配合して準備した。このような配合ゴムＧは、同じく図１に示すように、押出機Ｅに付設されたスクリューＳによって配合ゴム押出型Ｄに圧入され、所定の圧力で配合ゴム押出型Ｄの開口断面が円形のノズル孔Ｎから丸棒状に押し出されてゴム紐３を形成する。
【００１８】この際、配合ゴム押出型Ｄには、配合ゴム押出型Ｄの内周空間３０に互いに間隔を隔てて平行に配設されたパイプＰによって形成される一端側から他端側に貫通する数本の貫通孔Ｔと、貫通孔Ｔの他端側の開口に近接したノズル孔Ｎとが形成されている。ノズル孔Ｎは、各貫通孔Ｔを取り巻くように各貫通孔Ｔに近接して一つの貫通孔Ｔあたり数カ所に配設されている。
【００１９】数本のパイプＰの貫通孔Ｔには、黄銅線４と合わせられた樹脂含浸紐２が挿通されて一方から他方へと送られる一方、他方側のノズル孔Ｎからは配合ゴムＧが連続的に押し出されてゴム紐３が形成される。ノズル孔Ｎから押し出された配合ゴムＧからなるゴム紐３と、貫通孔Ｔから送られてきた黄銅線４に合わせられた樹脂含浸紐２とは、複数の組のガイド（図略）によって細く纏めれられ、互いに付着させられる。
【００２０】なお、パイプＰによって形成されている貫通孔Ｔは、一方の入口側ではラッパ状に滑らかに拡げられて開口しており（図略）、樹脂含浸紐２の毛羽立ちの発生が防止されている。また、パイプＰによって形成される貫通孔Ｔの内径は、樹脂含浸紐２の直径よりもおおきく８ｍｍ程度であるから、樹脂含浸紐２に継ぎ目や結び目があっても、樹脂含浸紐２は差し支えなく貫通孔Ｔを挿通することができる。
【００２１】その結果、図２に示すように、黄銅線４に合わせられた数本の樹脂含浸紐２と、樹脂含浸紐２に隣接して部分的に付着している二十本程度のゴム紐とからなる摩擦材用素材が得られる。
（実施例１からの摩擦材の製造）以上のように製造された本実施例の摩擦材用素材を元にして、次のようにして摩擦材としてのクラッチフェーシングを試作した。
【００２２】すなわち、本実施例の摩擦材用素材をリング状に巻き取り、金型内に配置して１４．７ＭＰａ（１５０ｋｇ／ｃｍ2 ）の圧力および１６５℃の温度の高温高圧下で加熱加圧処理成形した。しかる後、２００℃の雰囲気に５時間暴露するという熱処理を施してから、所定の厚さに研摩してクラッチフェーシングを得た。
（実施例１の変形態様１）本実施例の変形態様１として、図３に示すように、樹脂含浸紐２の中に黄銅線４を撚り合わせ、黄銅線４を含む樹脂含浸紐２とテープ状のゴム紐３とを合わせて形成された摩擦材用素材を製造する方法の実施が可能である。
【００２３】本変形態様では、配合ゴム押出型（図１参照）は、樹脂含浸紐２を挿通する互いに平行で間隔を隔てた数本の貫通孔Ｔと、各貫通孔Ｔを挟むように近接して配置されたそれぞれ一対のノズル孔Ｎとを有する。なお、ノズル孔Ｎの開口断面形状は長細い長方形をしており、配合ゴムからなるゴム紐３は断面矩形の薄いテープ状に形成されている。また、各ゴム紐３は、隣接する樹脂含浸紐２に中央部付近で部分的に接合している。
【００２４】本変形態様によっても、前述の実施例１で製造された摩擦材用素材と同様にしてクラッチフェーシングを製造することができる摩擦材用素材を製造することができ、以下に示すような実施例１とほぼ同様の作用効果が発揮される。
［評価検討］
（比較例１）本発明の実施例１に対する比較例１として、実施例１と同一の組成の樹脂含浸紐２および黄銅線４と配合ゴムＧとを材料として、樹脂含浸紐２および黄銅線４に配合ゴムＧを合わせる工程のみを実施例１と異なる製造方法で行なった。
【００２５】すなわち、本比較例では、特開昭５７−１９５９３６号公報に開示されているように、樹脂含浸紐２および黄銅線４に配合ゴムＧを合わせる工程では、配合ゴムＧが圧入される押出型内に樹脂含浸紐２等を通し、樹脂含浸紐２を全周に渡って配合ゴムＧで覆う製造方法を取った。その結果、電線に絶縁被覆が形成されるように、断面がおおむね円形の樹脂含浸紐２の周囲にゴム被覆が形成されている摩擦材用素材が試作された。
【００２６】そこで、実施例１の摩擦材の製造方法と同様にしてクラッチフェーシングを製造した。
（比較例２）本発明の実施例１に対する比較例２として、従来の技術の項で参照した特公平１−２２８５５号公報および特公平３−２３７７号公報に開示されている製造法によって摩擦材用素材を製造した。すなわち、前述の実施例１となるべく同様の組成で、配合ゴムを薄いゴムシートにして数本が平行に並べられた樹脂含浸繊維基材を両側から挟み、一対のロールを通してゴムシートを樹脂含浸繊維基材に付着させ、摩擦材用素材を試作した。
【００２７】しかる後、実施例１の摩擦材の製造方法と同様にしてクラッチフェーシングを製造した。
（評価試験方法）以上の実施例１と比較例１，２とを比較する目的で、それぞれの摩擦材用素材から製造された摩擦材であるクラッチフェーシングに対して、摩擦摩耗試験およびバースト強度試験を実施した。
【００２８】摩擦摩耗試験は、各クラッチフェーシングをフルサイズダイナモ試験器に装着し、回転数１８００ｒｐｍ、慣性モーメント２．７ｋｇｍ2 、係合回数４０００回および雰囲気温度２００℃の条件下で行われた。摩擦摩耗試験では、安定時の摩擦係数と最小摩擦係数と摩耗率とが測定された。一方、バースト強度試験では、雰囲気温度２００℃でクラッチフェーシングを回転させ、徐々に回転数を上げていって遠心力でクラッチフェーシングが破壊した時の回転数をバースト強度として測定した。
【００２９】（測定結果）前述の実施例１および比較例１，２の組成と試作時の評価と上記両試験の結果得られた各種性能とについて、次の表１にまとめて示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】上記表１に示すように、本発明の実施例１により試作された摩擦材用素材を試作する際には、樹脂含浸紐２を形成しているガラスロービングの結び目が引っかかるなどの問題は一切発生せず、試作はスムースに行われた。一方、比較例１の摩擦材用素材を試作する際には、樹脂含浸紐を形成しているガラスロービングの結び目が押出型のニップルに引っかかって通過できず、製造ラインが停止するという不具合が発生した。そればかりではなく、樹脂含浸紐を形成しているガラスロービングが毛羽立って押出型のニップルを通過できず、やはり製造ラインが停止するという不具合も発生した。
【００３２】また、比較例２の摩擦材用素材を試作する際には、ロール成形されるゴムシートを薄くするとゴムシートの破断が頻発してしまい、実施例１および比較例１と全く同じ組成では摩擦材用素材を試作することができなかった。それゆえ、実施例１等よりも樹脂含浸紐および黄銅線の含有率を減らして配合ゴムの含有率を高めざるを得ず、ゴムシートを厚くしてようやく試作することができた。それでもなお、ゴムシートの破断は発生し、試作時の問題点になった。
【００３３】その結果、摩擦摩耗試験では、実施例１の試験成績は、安定時の摩擦係数では各比較例と同等であり、最小摩擦係数では比較例１と同等で比較例２よりもやや優れており、摩耗率では各比較例よりも優れていた。また、バースト強度試験では、実施例１の試験成績は、いずれの比較例よりも一割から一割半ほど優れており、バースト強度が向上していることが明らかにされた。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の摩擦材用素材の製造方法では、樹脂含浸紐に結び目があっても差し支えなく、樹脂含浸紐が毛羽立つことも防止されている。それゆえ、本発明の摩擦材用素材の製造方法によれば、製造時に不具合が生じて製造ラインが停止することが防止されており、生産ラインの稼働率が上がってコストダウンになるという効果がある。
【００３５】また、本発明の摩擦材用素材の製造方法によって製造された摩擦材用素材からなるクラッチフェーシング等の摩擦材は、従来の技術によるものよりも、摩擦摩耗性能およびバースト強度が向上しているという効果がある。そればかりではなく、樹脂含浸紐２にゴム紐３が部分的に接合しているだけで十分であるので、摩擦材用素材中の配合ゴムの含有量を任意に設定することができ、最適な配合ゴムの含有率を設定することが可能になるという効果もある。その結果、摩擦材用素材の組成をかなり自由に設定することが可能になるので、試作試験を重ねることにより、さらに優れた性能の摩擦材用素材を提供することができる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１の摩擦材用素材の製造方法に使用する押出機の縦断面図
【図２】 実施例１の摩擦材用素材の構成を示す断面図
【図３】 実施例１の変形態様１の摩擦材用素材の構成を示す断面図
【符号の説明】
１，１’：摩擦材用素材
２：樹脂含浸紐（ガラスロービングにメラミン変性フェノール樹脂を含浸）
３，３’：ゴム紐（配合ゴムからなる） ４：黄銅線
Ｅ：押し出し機
Ｇ：未硬化の配合ゴム
Ｄ：配合ゴム押出型 Ｎ：ノズル孔 Ｓ：スクリュー
Ｔ：貫通孔 Ｐ：パイプ
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の動力伝達および制動等に用いられるクラッチフェーシング、ブレーキライニングおよびディスクパッド等の摩擦材を形成する素材として好適な摩擦材用素材の製造技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】特開昭５７−１９５９３６号公報には、電線被覆と同様に、基材繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸紐を配合ゴムに含浸した状態で押し出し、樹脂含浸紐の周りに押し出された配合ゴムを直接被覆させて摩擦材用素材を製造する方法が開示されている。
【０００３】しかしながら、同公報に開示された摩擦材用素材の製造方法では、樹脂含浸紐を狭いニップルの中を通して配合ゴムに含浸させる必要があった。それゆえ、樹脂含浸紐を形成している紐の結び目が、押し出し機の狭いニップルを通ることができず、つかえてしまうことがあるという不都合があった。また、樹脂含浸紐が押し出し機の入口ニップルでこすれて毛羽立ち、その毛羽がやはり狭い出口ニップルに引っかかって樹脂含浸紐の供給が止まってしまうような不都合も起こり得た。かといって入口および出口のニップルの直径を大きく設定すると、押し出しゴムが入口ニップルから逆流してしまうので、両上記不都合を解消し、適正なニップル径および押し出し圧を設定することは容易ではなかった。
【０００４】一方、特公平１−２２８５５号公報および特公平３−２３７７号公報には、基材繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸紐に両面から配合ゴムの薄いシートを合わせ、二枚のゴムシートを樹脂含浸紐にロールで圧着させて張り合わせる摩擦材用素材の製造方法が開示されている。しかしながら、上記両公報に開示された摩擦材用素材の製造方法では、薄いゴムシートを予め製作したり、製造工程の途中で形成したりしなくてはならないので、工程が複雑になり、製造コストが上昇する。そればかりではなく、ゴムシートで樹脂含浸紐を完全に覆って互いに隣り合う樹脂含浸紐を束ねるので、摩擦材用素材中のゴムの配合率が６０％以上と高くならざるを得ない。それゆえ、このような摩擦材用素材から製造した摩擦材では、引っ張り強度が不足しがちであり、高速回転時のバースト強度が低下する恐れが生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、樹脂含浸紐に結び目があっても差し支えなく、樹脂含浸紐が毛羽立つことも防止されており、そのうえ摩擦材用素材中の配合ゴムの含有量を任意に設定することが可能な摩擦材用素材の製造方法を提供することを解決すべき課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み、本願発明者が研究をしたところ、摩擦材用素材の段階では、必ずしも配合ゴムが樹脂含浸紐を完全に覆っている必要はなく、配合ゴムが部分的に樹脂含浸紐に付着して樹脂含浸紐と配合ゴムとが混在していれば良いことに思い至った。すなわち、摩擦材用素材の段階では樹脂含浸紐と配合ゴムとが混在しているだけであっても、摩擦材を製造する過程で摩擦材用素材を巻回しホットプレスを加えることによって、樹脂含浸紐と混在している配合ゴムが樹脂含浸紐を覆うに至ることを実験的に発見した。本発明は、このような発見に基づいてなされた。
【０００７】本発明の摩擦材用素材の製造方法は、基材繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸紐に配合ゴムを付着させて配合ゴム付着樹脂含浸紐からなる摩擦材用素材を製造する方法であって、一端側から他端側に貫通する貫通孔と該貫通孔の他端側の開口に近接したノズル孔とをもつ配合ゴム押出型を使用し、該貫通孔に該樹脂含浸紐を挿通しつつ該ノズル孔より該配合ゴムを連続的に押し出し該樹脂含浸紐に付着させることを特徴とする。
【０００８】樹脂含浸紐は、配合ゴム押出型内に配設されたパイプ等によって形成されている貫通孔を通って貫通孔の一方から他方へと挿通されるので、貫通孔内では配合ゴムと隔離されており、配合ゴムが貫通孔から逆流するような不都合は回避されている。また、貫通孔の内径を十分に大きく取ることが可能になるので、樹脂含浸紐に結び目があっても差し支えなく、樹脂含浸紐が毛羽立つことも防止されている。なお、樹脂含浸紐の毛羽立ちを防止するためには、貫通孔の入口である一端部が、漏斗状ないしラッパ状に滑らかに拡げられて開口していることが望ましい。
【０００９】一方、未硬化の配合ゴムは、配合ゴム押出型の貫通孔の他端側の開口に近接したノズル孔から押し出されてゴム紐を形成する。この際、このゴム紐を押し出す速度は、樹脂含浸紐の挿通速度と同等ないし少し遅い程度が適当である。そしてこのゴム紐は、ノズル孔と隣り合う貫通孔から挿通される樹脂含浸紐とともに、ガイド等によって束ね合わせられて部分的に樹脂含浸紐に付着し、所定の太さの摩擦材用素材を形成するに至る。
【００１０】このような摩擦材用素材の状態では、配合ゴムが樹脂含浸紐の全体を覆っている訳ではなく、配合ゴムは樹脂含浸紐に部分的に付着しているだけである。しかしながら、摩擦材用素材の段階では樹脂含浸紐と配合ゴムとが混在しているだけであっても、摩擦材を製造する過程で摩擦材用素材を巻回しホットプレスを加えることによって、樹脂含浸紐と混在している配合ゴムが樹脂含浸紐を覆うに至る。それゆえ、本発明の摩擦材用素材を材料として形成された摩擦材は、樹脂含浸紐が互いに配合ゴムによってしっかりと結合されて形成されるので、樹脂含浸紐同士が強固に結合される。
【００１１】また、樹脂含浸紐を通す貫通孔の本数と配合ゴムが押し出されるノズル孔の個数との比率や、樹脂含浸紐の太さに対するノズル孔の開口断面積の比率および配合ゴムの押し出し速度等を調整することにより、樹脂含浸紐に対する配合ゴムの比率を任意に設定することが可能になる。それゆえ、本発明の摩擦材用素材の製造方法によれば、摩擦材用素材として最も適正な樹脂含浸紐に対する配合ゴムの比率をもって摩擦材用素材を製造することが可能になるという効果がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】前述の本発明の摩擦材用素材の製造方法において、樹脂含浸紐を挿通する貫通孔と配合ゴムを押し出すノズル孔とは、それぞれ均等に混在するように配設されていることが望ましい。また、ノズル孔の開口形状は、円形に限定されている必要はなく、楕円形や長円形、あるいは長方形ないしスリット状等でも良いので、配合ゴムから形成されるゴム紐の形状は、円筒状だけに限定されることがなく、テープ状等の形状をも取ることができる。
【００１３】ここで、前記配合ゴム押出型は、互いに平行であって間隔を隔てた複数の前記貫通孔と、該貫通孔にそれぞれ近接した少なくとも一個の前記ノズル孔とを有することが望ましい。このような構成の配合ゴム押出型によれば、貫通孔が互いに平行で間隔を隔てているので、貫通孔への樹脂含浸紐の供給が容易である。また、各貫通孔の近傍には、その貫通孔に近接した少なくとも一個のノズル孔が配設されているので、貫通孔から挿通された樹脂含浸紐の近傍に配合ゴムが押し出される。それゆえ、配合ゴムからなるゴム紐が加硫反応により硬化して形成される際に、ゴム紐が樹脂含浸紐に付着しやすくなり、より一体性の高い束状の摩擦材用素材が形成されるという効果がある。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の摩擦材用素材の製造方法の実施例を図面を参照して示し、具体的に説明する。
［実施例１］
（実施例１の構成）本発明の実施例１としての摩擦材用素材の製造方法は、図１に示すように、基材繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸紐２に配合ゴムからなるゴム紐３を付着させて配合ゴム付着樹脂含浸紐からなる摩擦材用素材を製造する方法である。すなわち、一端側から他端側に貫通する複数の貫通孔Ｔと貫通孔Ｔの他端側の開口に近接したノズル孔Ｎとをもつ配合ゴム押出型Ｄが使用され、貫通孔Ｔに樹脂含浸紐２を挿通しつつノズル孔Ｎより配合ゴムが連続的に押し出されてゴム紐３が形成され、ゴム紐３は樹脂含浸紐２に付着させられる。ここで、配合ゴム押出型Ｄは、互いに平行であって間隔を隔てた複数の貫通孔Ｔと、貫通孔Ｔにそれぞれ近接した数本ずつのノズル孔Ｎとを有する。
【００１５】本実施例の構成について、以下により詳細に説明する。樹脂含浸紐２を形成している基材繊維束は、直径９μｍのガラス繊維を引き揃えた直径３ｍｍ程度のガラスロービングであり、熱硬化性樹脂は、樹脂固形分にメラミン６０重量部を含有させたメラミン変性フェノール樹脂である。上記ガラスロービング４０重量部に対して固形分で８重量部のメラミン変性フェノール樹脂を含浸させることによって樹脂含浸紐２を形成した。
【００１６】ここで、含浸の際にメラミン変性フェノール樹脂を溶かしていた溶媒は、水であり、同溶媒１００重量部に対してメラミン変性フェノール樹脂は、４０重量部の割合で溶かされていた。その後乾燥させて樹脂含浸紐２を形成した後、４８重量部の樹脂含浸紐に対して２重量部の黄銅線（直径約１２０μｍ）を合わせて一体とした。
【００１７】一方、配合ゴムは、ＳＢＲゴム１５重量部と、充填剤等からなる添加剤３２重量部と、加硫剤としての硫黄３重量部とを配合して準備した。このような配合ゴムＧは、同じく図１に示すように、押出機Ｅに付設されたスクリューＳによって配合ゴム押出型Ｄに圧入され、所定の圧力で配合ゴム押出型Ｄの開口断面が円形のノズル孔Ｎから丸棒状に押し出されてゴム紐３を形成する。
【００１８】この際、配合ゴム押出型Ｄには、配合ゴム押出型Ｄの内周空間３０に互いに間隔を隔てて平行に配設されたパイプＰによって形成される一端側から他端側に貫通する数本の貫通孔Ｔと、貫通孔Ｔの他端側の開口に近接したノズル孔Ｎとが形成されている。ノズル孔Ｎは、各貫通孔Ｔを取り巻くように各貫通孔Ｔに近接して一つの貫通孔Ｔあたり数カ所に配設されている。
【００１９】数本のパイプＰの貫通孔Ｔには、黄銅線４と合わせられた樹脂含浸紐２が挿通されて一方から他方へと送られる一方、他方側のノズル孔Ｎからは配合ゴムＧが連続的に押し出されてゴム紐３が形成される。ノズル孔Ｎから押し出された配合ゴムＧからなるゴム紐３と、貫通孔Ｔから送られてきた黄銅線４に合わせられた樹脂含浸紐２とは、複数の組のガイド（図略）によって細く纏めれられ、互いに付着させられる。
【００２０】なお、パイプＰによって形成されている貫通孔Ｔは、一方の入口側ではラッパ状に滑らかに拡げられて開口しており（図略）、樹脂含浸紐２の毛羽立ちの発生が防止されている。また、パイプＰによって形成される貫通孔Ｔの内径は、樹脂含浸紐２の直径よりもおおきく８ｍｍ程度であるから、樹脂含浸紐２に継ぎ目や結び目があっても、樹脂含浸紐２は差し支えなく貫通孔Ｔを挿通することができる。
【００２１】その結果、図２に示すように、黄銅線４に合わせられた数本の樹脂含浸紐２と、樹脂含浸紐２に隣接して部分的に付着している二十本程度のゴム紐とからなる摩擦材用素材が得られる。
（実施例１からの摩擦材の製造）以上のように製造された本実施例の摩擦材用素材を元にして、次のようにして摩擦材としてのクラッチフェーシングを試作した。
【００２２】すなわち、本実施例の摩擦材用素材をリング状に巻き取り、金型内に配置して１４．７ＭＰａ（１５０ｋｇ／ｃｍ2 ）の圧力および１６５℃の温度の高温高圧下で加熱加圧処理成形した。しかる後、２００℃の雰囲気に５時間暴露するという熱処理を施してから、所定の厚さに研摩してクラッチフェーシングを得た。
（実施例１の変形態様１）本実施例の変形態様１として、図３に示すように、樹脂含浸紐２の中に黄銅線４を撚り合わせ、黄銅線４を含む樹脂含浸紐２とテープ状のゴム紐３とを合わせて形成された摩擦材用素材を製造する方法の実施が可能である。
【００２３】本変形態様では、配合ゴム押出型（図１参照）は、樹脂含浸紐２を挿通する互いに平行で間隔を隔てた数本の貫通孔Ｔと、各貫通孔Ｔを挟むように近接して配置されたそれぞれ一対のノズル孔Ｎとを有する。なお、ノズル孔Ｎの開口断面形状は長細い長方形をしており、配合ゴムからなるゴム紐３は断面矩形の薄いテープ状に形成されている。また、各ゴム紐３は、隣接する樹脂含浸紐２に中央部付近で部分的に接合している。
【００２４】本変形態様によっても、前述の実施例１で製造された摩擦材用素材と同様にしてクラッチフェーシングを製造することができる摩擦材用素材を製造することができ、以下に示すような実施例１とほぼ同様の作用効果が発揮される。
［評価検討］
（比較例１）本発明の実施例１に対する比較例１として、実施例１と同一の組成の樹脂含浸紐２および黄銅線４と配合ゴムＧとを材料として、樹脂含浸紐２および黄銅線４に配合ゴムＧを合わせる工程のみを実施例１と異なる製造方法で行なった。
【００２５】すなわち、本比較例では、特開昭５７−１９５９３６号公報に開示されているように、樹脂含浸紐２および黄銅線４に配合ゴムＧを合わせる工程では、配合ゴムＧが圧入される押出型内に樹脂含浸紐２等を通し、樹脂含浸紐２を全周に渡って配合ゴムＧで覆う製造方法を取った。その結果、電線に絶縁被覆が形成されるように、断面がおおむね円形の樹脂含浸紐２の周囲にゴム被覆が形成されている摩擦材用素材が試作された。
【００２６】そこで、実施例１の摩擦材の製造方法と同様にしてクラッチフェーシングを製造した。
（比較例２）本発明の実施例１に対する比較例２として、従来の技術の項で参照した特公平１−２２８５５号公報および特公平３−２３７７号公報に開示されている製造法によって摩擦材用素材を製造した。すなわち、前述の実施例１となるべく同様の組成で、配合ゴムを薄いゴムシートにして数本が平行に並べられた樹脂含浸繊維基材を両側から挟み、一対のロールを通してゴムシートを樹脂含浸繊維基材に付着させ、摩擦材用素材を試作した。
【００２７】しかる後、実施例１の摩擦材の製造方法と同様にしてクラッチフェーシングを製造した。
（評価試験方法）以上の実施例１と比較例１，２とを比較する目的で、それぞれの摩擦材用素材から製造された摩擦材であるクラッチフェーシングに対して、摩擦摩耗試験およびバースト強度試験を実施した。
【００２８】摩擦摩耗試験は、各クラッチフェーシングをフルサイズダイナモ試験器に装着し、回転数１８００ｒｐｍ、慣性モーメント２．７ｋｇｍ2 、係合回数４０００回および雰囲気温度２００℃の条件下で行われた。摩擦摩耗試験では、安定時の摩擦係数と最小摩擦係数と摩耗率とが測定された。一方、バースト強度試験では、雰囲気温度２００℃でクラッチフェーシングを回転させ、徐々に回転数を上げていって遠心力でクラッチフェーシングが破壊した時の回転数をバースト強度として測定した。
【００２９】（測定結果）前述の実施例１および比較例１，２の組成と試作時の評価と上記両試験の結果得られた各種性能とについて、次の表１にまとめて示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】上記表１に示すように、本発明の実施例１により試作された摩擦材用素材を試作する際には、樹脂含浸紐２を形成しているガラスロービングの結び目が引っかかるなどの問題は一切発生せず、試作はスムースに行われた。一方、比較例１の摩擦材用素材を試作する際には、樹脂含浸紐を形成しているガラスロービングの結び目が押出型のニップルに引っかかって通過できず、製造ラインが停止するという不具合が発生した。そればかりではなく、樹脂含浸紐を形成しているガラスロービングが毛羽立って押出型のニップルを通過できず、やはり製造ラインが停止するという不具合も発生した。
【００３２】また、比較例２の摩擦材用素材を試作する際には、ロール成形されるゴムシートを薄くするとゴムシートの破断が頻発してしまい、実施例１および比較例１と全く同じ組成では摩擦材用素材を試作することができなかった。それゆえ、実施例１等よりも樹脂含浸紐および黄銅線の含有率を減らして配合ゴムの含有率を高めざるを得ず、ゴムシートを厚くしてようやく試作することができた。それでもなお、ゴムシートの破断は発生し、試作時の問題点になった。
【００３３】その結果、摩擦摩耗試験では、実施例１の試験成績は、安定時の摩擦係数では各比較例と同等であり、最小摩擦係数では比較例１と同等で比較例２よりもやや優れており、摩耗率では各比較例よりも優れていた。また、バースト強度試験では、実施例１の試験成績は、いずれの比較例よりも一割から一割半ほど優れており、バースト強度が向上していることが明らかにされた。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の摩擦材用素材の製造方法では、樹脂含浸紐に結び目があっても差し支えなく、樹脂含浸紐が毛羽立つことも防止されている。それゆえ、本発明の摩擦材用素材の製造方法によれば、製造時に不具合が生じて製造ラインが停止することが防止されており、生産ラインの稼働率が上がってコストダウンになるという効果がある。
【００３５】また、本発明の摩擦材用素材の製造方法によって製造された摩擦材用素材からなるクラッチフェーシング等の摩擦材は、従来の技術によるものよりも、摩擦摩耗性能およびバースト強度が向上しているという効果がある。そればかりではなく、樹脂含浸紐２にゴム紐３が部分的に接合しているだけで十分であるので、摩擦材用素材中の配合ゴムの含有量を任意に設定することができ、最適な配合ゴムの含有率を設定することが可能になるという効果もある。その結果、摩擦材用素材の組成をかなり自由に設定することが可能になるので、試作試験を重ねることにより、さらに優れた性能の摩擦材用素材を提供することができる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１の摩擦材用素材の製造方法に使用する押出機の縦断面図
【図２】 実施例１の摩擦材用素材の構成を示す断面図
【図３】 実施例１の変形態様１の摩擦材用素材の構成を示す断面図
【符号の説明】
１，１’：摩擦材用素材
２：樹脂含浸紐（ガラスロービングにメラミン変性フェノール樹脂を含浸）
３，３’：ゴム紐（配合ゴムからなる） ４：黄銅線
Ｅ：押し出し機
Ｇ：未硬化の配合ゴム
Ｄ：配合ゴム押出型 Ｎ：ノズル孔 Ｓ：スクリュー
Ｔ：貫通孔 Ｐ：パイプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 基材繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸紐に配合ゴムを付着させて配合ゴム付着樹脂含浸紐からなる摩擦材用素材を製造する方法であって、一端側から他端側に貫通する貫通孔と該貫通孔の他端側の開口に近接したノズル孔とをもつ配合ゴム押出型を使用し、該貫通孔に該樹脂含浸紐を挿通しつつ該ノズル孔より該配合ゴムを連続的に押し出し該樹脂含浸紐に付着させることを特徴とする摩擦材用素材の製造方法。
【請求項２】 前記配合ゴム押出型は、互いに平行であって間隔を隔てた複数の前記貫通孔と、該貫通孔にそれぞれ近接した少なくとも一個の前記ノズル孔とを有する請求項１記載の摩擦材用素材の製造方法。
【請求項１】 基材繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸紐に配合ゴムを付着させて配合ゴム付着樹脂含浸紐からなる摩擦材用素材を製造する方法であって、一端側から他端側に貫通する貫通孔と該貫通孔の他端側の開口に近接したノズル孔とをもつ配合ゴム押出型を使用し、該貫通孔に該樹脂含浸紐を挿通しつつ該ノズル孔より該配合ゴムを連続的に押し出し該樹脂含浸紐に付着させることを特徴とする摩擦材用素材の製造方法。
【請求項２】 前記配合ゴム押出型は、互いに平行であって間隔を隔てた複数の前記貫通孔と、該貫通孔にそれぞれ近接した少なくとも一個の前記ノズル孔とを有する請求項１記載の摩擦材用素材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０００−３８４５８（Ｐ２０００−３８４５８Ａ）
【公開日】平成１２年２月８日（２０００．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−２０６３９０
【出願日】平成１０年７月２２日（１９９８．７．２２）
【出願人】（０００１００７８０）アイシン化工株式会社 (171)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年２月８日（２０００．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年７月２２日（１９９８．７．２２）
【出願人】（０００１００７８０）アイシン化工株式会社 (171)
【Ｆターム（参考）】
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